集团虚拟化整合方案建议书

1、集团虚拟化整合方案建议书目 录第一章、概述3第二章、基于 HP 3PAR 的整体解决方案63.1、方案设计的原则63.2、方案设计的思路和架构73.4、方案说明73.5、方案优势一：3PAR 让 VMware 整合更多的虚拟机103.6、方案优势二：3PAR 与 VMware VAAI 结合113.7、方案优势三：精简管理与降低成本（THIN 与 VMware）13第四章、方案总结，为什么选择 3PAR+VMware16第一章、概述当企业面对业务数据急速攀升、技术环境不断演进、企业预算日益缩减 这些导致企业IT 部门无法制定并执行最为有效存储战略的因素，就必须应对业务变化和增长、保护数据， 满

2、足当前业务环境的可用性需求，并设法降低存储管理成本。此外，IT 部门还要实施经济的异地灾难恢复解决方案、为新项目创建可轻松扩展的存储、支持各种用户和应用访问信息， 并在业务需求发生变化时快速重新分配或供应存储资源。当下的 x86 计算机硬件是专为运行单个操作系统和单个应用程序而设计的，因此大部分计算机远未得到充分利用。借助虚拟化，您可以在单台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟 机都可以在多个环境之间共享同一台物理机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机上运 行不同的操作系统以及多个应用程序。虽然现在其他提供商都在争先恐后地涉足虚拟化领域， 不过 VMware 已经是虚拟化领域的市场领导者。VMw

3、are 的技术已经过生产验证，使用客户已超过 170,000 家，其中包括财富 100 强中的全部企业。通过实现 IT 基础架构的虚拟化，可以降低 IT 成本，同时提高现有资产的效率、利用率和灵活性。在全世界，各种规模的公司都享受着 VMware 虚拟化带来的好处。数千家组织（包括财富 100 强中的所有企业）采用 VMware 的虚拟化解决方案。了解全面虚拟化 IT 基础架构将如何使您的公司受益。用户选择虚拟化软件的 5 大理由v 提高现有资源的利用率：通过 整合服务器将共用的基础架构资源聚合到池中，打破原有的“一台服务器一个应用程序”模式。v 通过缩减物理基础架构和提高服务器/管理员比率，

4、降低数据中心成本：由于服务器及相关 IT 硬件更少，因此减少了占地空间，也 减少了电力和散热需求。采用更出色的管理工具可以提高服务器/管理员比率，因此人员需求也得以减少。v 提高硬件和 应用程序的可用性，进而提高 业务连续性：可安全地备份和迁移整个虚拟环境而不会出现服务中断。消除计划内停机，并可从计划外故障中立即恢复。v 实现了运营灵活性：由于采用动态资源管理、加快了服务器部署并改进了桌面和应用程序部署，因此可响应市场的变化。v 提高桌面的可管理性和安全性：几乎可在所有标准桌面计算机、笔记本电脑或 Tablet PC 上部署、管理和监视 安全桌面环境，无论是否能连接到网络，用户都可以在本地或以

5、远程方式对这种环境进行访问。随着虚拟化技术的流行，服务器虚拟化已经渗透到各个领域。用户使用主机虚拟化的理由之一就是最大化的利用主机的硬件资源。单一的主机将不再仅仅提供单一的服务，而是一个拥有多个内嵌系统及业务的硬件环境。随着业务的增长，企业对存储的需求日益庞大。那么在当前的虚拟化环境下，用户将面临什么样的问题？存储系统如何满足虚拟主机存储管理的要求？存储系统如何进行简单、快速的部署？存储系统如何支撑虚拟主机的高可靠性？存储系统如何匹配虚拟化主机环境从而满足性能的需求？存储系统如何降低虚拟化环境的使用成本？存储系统如何满足日益增长的容灾需求？面对上面的问题，什么样的存储系统才能满足要求呢？首先是

6、管理。虚拟机的优势就是集中、系统的集中化管理。虚拟化存储设备在管理上首先要求的就是数据的集中存储，分散的数据将不利于高效的存储，例如存储空间的分配、存储资源的划分等。第二，虚拟化环境中存储系统需要提供简单、快速的部署能力。虚拟主机的扩展和分配是方便的，用户可以在最短的时间内部署虚拟化主机系统，如果后端存储没有良好的支撑能力，虚拟主机就无法完成正常部署，导致上线工作将延后进行。因此，能够提供集中管理的存储系统，同时提供快速部署，空间划分，灵活配置的存储系统才能满足虚拟化的环境。第三，很多的虚拟化系统都可以支持基于系统的高可靠管理。例如：系统切换、迁移、灾难响应等。虚拟化环境下的存储系统应该与虚拟

7、化系统具备良好的兼容性，为虚拟化的高可靠性提供良好的支撑平台。第四，面对虚拟化主机的增加，传统的存储系统已经无法提供更好的性能增长。我们知道，传统的磁盘阵列中，当硬盘增加到一定数量时，存储系统无法得到更好的性能，传统SAN 阵列一旦配置就很难变更或“重新供应” 供应问题经常被认为是存储管理的主要难点， 这其中的主要原因就是传统磁盘阵列的存储架构。能够支撑更多虚拟系统的存储设备，应该 具备性能的弹性存储特性，当主机的增加导致存储的需求加大时，存储系统应该有能力完成 性能的提升。第五，从技术角度看，虚拟主机环境为用户带来了更高的主机使用率；从成本角度考虑， 虚拟化环境为用户节省了大量的投资服务器的

8、采购数量大大降低。面对当前不良经济环境，最大限度节省成本成为了用户更为关心的焦点。而低成本并不意味着低效率，优秀的存储产品在低成本的同时，可以提供更加优秀的投资回报率。第六，虚拟机系统关系着企业的业务能否正常的运行，但数据才是企业真正的命脉，任何的数据丢失对于企业来说都是灾难性的。随着容灾热的到来，企业在有条件的情况下采用必要的手段进行数据容灾保护是非常明智的选择。能够支撑虚拟化环境的存储设备，应能提供完备的容灾解决方案，这些方案可以帮助用户降低数据丢失的风险，使得用户在管理上更轻松，使用存储设备时更放心，灾难发生时可以从容应对。上述这些与存储相关的问题在虚拟服务器环境中表现得更加突出。灵活性

9、对于虚拟环境来说十分关键，存储系统应具备出色的适应能力和易管理性，灵活性方面的欠缺将不利于发挥虚拟服务器基础设施的优势。我们将针对以上问题，对惠普公司的虚拟化存储产品及方案进行详细的介绍。第二章、基于 HP 3PAR 的整体解决方案3.1、方案设计的原则源自技术先进性、可扩充性、高可靠性、高可用性、成熟性、可管理性的设计原则和总体设计思想，依靠业界优秀技术设计理念和产品，借鉴了包括在内的全球众多成功案例和实际经验，我们设计了整体的虚拟化存储解决方案。技术先进性：系统设计采用当前先进而成熟的技术，不仅可以满足本期工程的需求，也掌控未来的发展方向。从技术角度出发着眼未来，确保用户获得技术成熟并且先

10、进的产品方案。可扩充性：在系统设计时充分考虑可扩充性，从而确保新功能、新业务的增加在原有的系统平台上扩展和实现。确保虚拟化存储设备对主机系统的广泛支撑能力。高可靠性：虚拟化存储平台具有高可靠性，具备先进的容灾的设计。充分保证系统的高扩展能力和高容错能力，具有通道负载自动均衡能力和存储系统性能调节能力，同时提供极为充分的可靠性各项指标设计。高可用性：在线磁盘系统不停机情况下，实现不停机扩容、维护、升级等服务，提高性能以满足新的业务需求。可管理性：提供功能强大的管理软件对存储系统进行有效的管理。可实施性：选用成熟的技术，成熟的案例经验和设计方案，制定详细的技术实施方案。3.2、方案设计的思路和架构

11、我们将按照以下的思路进行系统构建：1.建立完整的虚拟化存储解决方案，实现足以支撑当前以及未来存储空间需求的大容量在线存储系统。2.实现数据的在线高可用性，避免由于逻辑故障、人为因素、意外事件导致的计划外停机。3.配置企业级磁盘存储产品，将用户系统中的数据集中存储至核心存储中。充分利用用户现有网络系统，实现数据高速共享。4.通过全球知名的 HP 品牌与全面的服务网络提供优质解决方案，以及最佳的产品组合和兼容性。本方案，经过我公司多年 IT 建设经验总结而出，针对天津中德技术学院的业务专门设计出的 3PAR+VMware 整体解决方案。3.4、方案说明结合用户实际业务，本方案设计为采用集中存储解决

12、方案，将所有数据集中整合在一台高可靠性的 HP 3PAR 存储设备上。对于 VMware 平台来说，HP 3PAR 系统拥有以下五大优点，我们可以看到 3PAR 与VMware 结合后为客户虚拟机平台带来的更强大的整合与集成能力，具体描述为：1、通过 3PAR，提升 VM 存储密度通过下面列出的 3PAR 的五大特性，VMware平台的物理服务器可以部署更多的虚拟机。用户需要做的是“增加每台物理服务器上面部署 VM 数量的密度。”2、3PAR 与 VAAI 结合与 VAAI 结合， 3PAR 能够让 vSphere 充分利用存储资源，通过高效的基于 3PAR 功能来提升的使用效率。3、精简配置

13、与零数据写入，降低成本通过精简配置技术及与精简配置相关的软件，可提高 50%或者更多的用户购买力，从而降低用户初期投资。4、简单的容灾管理3PAR 良好与 VMware Site Recovery Manager 功能进行结合，轻松实现 VMware 的数据容灾。5、3PAR 简化存储管理由于 3PAR 已经集成到了 VMware 的 vCenter 中，管理人员可以轻松的通过 vCenter 对 3PAR 进行卷的管理和监控。从而减少用户对存储设备操作的步骤，进一步提高了虚拟机的可用性。6、3PAR 优化 VMware 配置通过 3PAR 的诸多功能，如动态调整、数据迁移、自动分级存储等，用

14、户将体验到 3PAR 是如此的适合 VMware 平台。下面我们将结合 3PAR 与 VMware 的优势与特性进行方案说明。方案的具体配置为：下面，我们将对以上内容进行进一步介绍。以下是整体方案的架构图。存储系统配置方案数据存储层配置为统一的核心存储系统，统一管理业务数据、保证数据的集中。各种类型数据集中存储在磁盘阵列中，将数据库存储空间和文件存储空间分配独立的存储分区，确保两类不同特点的数据互不争用存储资源，特别是存储缓存资源不会发生争用。HP 3PAR StoreServ 7000 是基于虚拟化的磁盘阵列，所有的硬盘在进行初始化时，可以全部定义为一个虚拟硬盘池中，对应外部服务器的空间需求

15、，可以很简单的进行对应，前端的虚拟机的应用在未来有可能存在一个爆炸式的增长，而 HP 3PAR StoreServ 7000 可以通过增加硬盘到硬盘池的方式应对前端数据量的激增，同时因为是存储池的方式对外提供存储服务，消除了存储热点的产生，得到一个均衡而高效的存储系统。配置 10Krpm 的 SAS 硬盘作为普通存储层，配置 SSD 盘作为高速存储层。其中普通存储层采用 Raid5(3+1)的方式进行 Raid 保护，高速存储层才用 Raid1+0 的方式进行 Raid 保护。同时， 配置了 DO 和 AO 软件，可以根据业务的变化，及时调整卷的 Raid 属性，并将热点数据块及时的从普通存储

16、层挪到高速存储层，全力保障关键应用的数据存取速度。网络交换层，采用 SAN 交换机构成冗余和负载均衡的存储网络，由它来连接数据库/应用服务器到存储设备的数据访问，实现数据处理层和存储设备层的透明访问，同时数据处理层和存储设备层的设备，在统一 SAN 结构下，可以透明的横向扩展。备份系统方案推荐使用 HP MSL2024 产品配合 HP Data Protector 软件以实现 D2DLAN-Free 的备份方式， 并能采用不同的备份策略（全量备份、增量备份和差分备份）进行备份。如果需要实现在线高速备份，只要在生产服务器上安装 Application Agent 就可以实现。备份策略可以根据应用

17、的要求以及每个系统的 RPO 和 RTO 的要求，合理的制订备份策略并且能够满足法律和法规方面对数据的强制要求。3.5、方案优势一：3PAR 让 VMware 整合更多的虚拟机从以下五大特性，我们可以看到 3PAR 与 VMware 结合后为客户虚拟机平台带来的更强大的整合与集成能力：v1、条带化3PAR 通过最为广泛的条带化能力，提升了单个 VM 的性能，使得每台物理机上可以部署更多的 VM。用户不再为由于存储端的性能较差，导致需要在物理服务器部署 VM 的时候减少 VM 部署的数量。v2、网状架构3PAR 是真正的矩阵式控制器架构，控制器之间采用的是相对对称的工作模式。这种网状架构可以确保

18、每个 VM 都可以得到最大 I/O 能力。v3、适应性缓存3PAR 可以根据读与写的不同压力对缓存的读写比例进行自动的调整。以 VMware 的 VDI 为例，当读请求较大时，缓存将会分配更多的空间给读缓存， 提升数据读操作的性能。v4、持续缓存当存储控制器出现故障时，传统磁盘阵列为了确保数据的有效性会自动把写缓存的功能关闭。而对于网状架构多控制器的 3PAR 存储来说，控制器在故障发生后会自动将缓存再镜像到另外一个节点中，这样就确保了写存的性能。对于VMware 用户，如果由于控制器故障导致几十甚至数百个虚拟机的性能骤然下降，是很多用户所无法接受的事情。3PAR 可以避免这个情况的发生，从而

19、提高用户 VMware 的可用性。v5、队列深度众所周知，存储设备的端口都有相应的队列深度。只有服务器端配置数量合适的队列数量才能既不浪费端口资源，同时不会将端口的队列堆满。3PAR 与VMware 的“adaptive queue depth”实现了完美的结合。VMware 会自动感知 3PAR 的队列能力，从而在线、智能的对每个 LUN 的队列进行调整。在存储的优化方面，为VMware 管理员减低了大量的管理工作。3.6、方案优势二：3PAR 与 VMware VAAI 结合（Hardware Assisted Locking、Block Zero、Full Copy）在 VMware 环

20、境中，3PAR 支持 VMware 的 vStorage APIs for Array Integration (VAAI)，这样可以明显提高其存储效率，将存储相关的主要功能从 vSphere 管理程序卸载至 3PAR。1、Hardware Assisted Locking通常我们叫它 “硬件辅助锁定”。这个功能支持 VMware 通过单一的 iSCSI 命令在指定区域，而不是 LUN 级别锁定 3PAR 数据空间。与硬件辅助锁定配合，可提高VMware 虚拟服务器的密度和扩展性，包括提高 VMware vSphere 的群集数和存储卷数， 同时不会降低可靠性和性能。对于 VM 来说，这是一个

21、非常重要的功能，因为它可以耦合计算层和存储层的资源，充分利用双层资源为应用程序提供更多容量。硬件辅助 锁定技术结合 3PAR 硬件背后的真正驱动力，通过紧密无缝的集成为 ESX 提供更多容量。2、Block Zero“块清零”。块清零是一个可以显著简化各项操作的功能，通过该技术可以避免大量从 ESX 主机发送到磁盘阵列的 SCSI 命令。比如：对 VMware 配置 VM、扩展精简配置的虚拟磁盘 (VMDK)。使用“块清零”功能，用户可以采用分批的方式将大量零数据从主机移到 3PAR 中，从而避免重复写入零的操作，因为这些操作会降低主机的性能。例如， VMware 在初始化 VM 时，可能需要

22、对卷进行大量的写零工作。因为这些动作的发生需要涉及对虚拟磁盘中每个扇区的清零操作，这个过程会占用大量的时间。如果结合块清零技术，可以为 VMware 节省该过程所需的大量 SCSI 命令。3、Full Copy“全复制”。全复制功能通过调用存储的复制 功能从而在后端阵列中大量移动数据，这个过程无需涉及主机的干涉。这种方法可以在管理程序内执行，从而减少了以往 VMware 在克隆数据时百万次的往返操作（服务器到存储端），从 3PAR 的监控界面中我们可以看到大量 I/O 活动被减少了。另外， VMware 的 Storage vMotion 也可以与该技术结合使用，在 3PAR 上用户看到的结果

23、是：复制操作现在仅需原来一半或更少的时间。3.7、方案优势三：精简管理与降低成本（THIN 与 VMware）当前，用户在采购 IT 设备的时候，往往不再像以前一样只考虑硬件成本这一个因素，因为当太多的用户需要面对复杂的 IT 设备维护时，他们需要投入更多的人力、财力和物力。设备运维需要投入的各项成本总和甚至超过了设备本身的价值。尤其针对 VMware 的用户，虚拟化的目的之一是“通过虚拟机来降低投资”，为了达到投资降低的目的，用户开始考虑如何降低相对隐性的运维成本。对于 VMware 与存储设备的运维管理，3PAR 表现出了强有力的优势。比如通过 3PAR THIN 技术，用户可以在存储的部

24、署中减少 50%的容量、能耗和机房空间。1、THIN Provisioning 和 VMware。3PAR 精简配置（Thin Provisioning）技术是一项绿色技术，可为用户大节省不必要的存储开销，简化系统管理工作。从更高的层面来看，存储的自动精简配置是指在一个基于存储区域网络的存储陈列中，能够定义特定大小，并让服务器使用比其所分配的实际写入数据的存储空间更大的 LUN 或者卷。3PAR 精简配置技术可以设置先为应用提供虚拟容量，然后根据应用需要为写入的数据需求，来购买实际物理容量。对 VMware 来说，同样有这样一个 VM 层面的精简配置技术，VMware 本身提供的精简配置技术可

25、以提高虚拟机在物理服务器上的密度。但是，如果后端存储没有部署精简配置功能，即使 VMware 使用了精简配置技术，在存储端依然会占用全部的磁盘空间，所有 VM 的虚拟卷的大小都会被占用到存储空间中，对用户来说这是极大的浪费。因此，对于 3PAR 与VMware 的用户来说，3PAR 与VMware 同时配置采用精简配置是最佳的选择。当 3PAR 部署精简配置后，在存储端，只有被写入 VM 中的真正数据空间才会在3PAR 中进行分配。这样，用户可以充分享受精简配置带来的好处，管理员不必花时间过多考虑存储空间是否够用，LUN 的规划是否合理等。最终，用户初期对存储空间的投资大量减少，并且降低了后期

26、存储空间的维护量。2、THIN Conversion 和 VMware。3PAR 精简转换（Thin Conversion）是一项3PAR 独有的技术，该技术保证数据从传统卷复制或写入到目标的精简配置卷时，目标卷只分配数 据空间，对于源卷中已有的“零数据”，精简转 换技术将确保不会被写入到目标卷中。举例来说， VMware Storage vMotion 或做克隆等迁移工作时， 3PAR 精简转换运用 Gen3 ASIC 的零检测功能识别卷中未使用的空间（零数据），从而将“臃肿”的传统卷转换为“精简”卷。这一过程，用户可以从任何其他存储阵列上的“臃肿”卷迁移到 3PAR 上的“精简”卷，以获得

27、 3PAR 精简配置带来的好处。因此，用户做 Storage vMotion 时，目标卷将是真正的精简状态，不产生额外的空间分配。3、THIN Persistent 和 VMware。3PAR 精简持续（Thin Persistent）是一项对精简配置卷保持瘦身状态的优秀功能。从技术角度讲，用户在操作系统层面删除数据后，存储端不会被通知该数据被删除的动作。所以，在精简配置卷中，这些被删除的空间也不会被释放出来，从而导致了用户磁盘空间利用低下。因此，3PAR 精简持续存在的原因就如同精简转换一样，精简持续使用 3PAR 精简引擎来连续回收 3PAR 存储卷内与已删除数据相关的未使用空间。3PAR 的 Gen3 ASIC 芯片会自动检测到零数据，并释放它们所消耗的磁盘空间，这些零数据可以被返回到精简配置卷中。以 VMware 环境举例，当用户删除虚拟机 VM 或虚拟机内的